1961—2020年松辽流域作物生长季降水量十年际变化及其与水汽输送的关系

doi:10.3969/j.issn.1673-503X.2024.06.005

摘要/Abstract

摘要：

选用1961—2020年CN05.1降水观测数据和ERA5再分析资料，分析松辽流域作物生长季(5—9月)降水量十年际变化特征及其与水汽收支的关系，探讨松辽流域水汽总收支与水汽输送的关系。结果表明：松辽流域作物生长季降水量和水汽收支具有相似的十年际变化特征；有5条水汽通道影响松辽流域降水，水汽主要来自西风带和东亚夏季风的水汽输送。20世纪60—70年代松辽流域作物生长季以东亚夏季风水汽输送为主，20世纪80—90年代水汽输送为西风带和夏季风共同主导，21世纪以后主要为西风带水汽。

关键词: 西风带, 夏季风, 水汽收支, 水汽输送

Abstract:

Using CN05.1 precipitation observation data and ERA5 reanalysis data from 1961 to 2020, this study analyzes the interdecadal variations of precipitation during the crop growing season (May to September) in the Songhua-Liaohe River Basin and its relationship with moisture budget, and explores the link between total moisture budget and moisture transport in the basin.The results indicate that precipitation and the moisture budget during the crop growing season of the Songhua-Liaohe River Basin exhibit similar decadal variation patterns.Five moisture channels influence precipitation in the basin, with westerlies and the East Asian summer monsoon serving as the primary moisture sources.During the 1960s to 1970s, the moisture transport in the crop growing season was primarily dominated by the East Asian summer monsoon.In the 1980s to 1990s, both westerlies and the summer monsoon jointly influenced moisture transport.Since the 21st century, westerlies have become the dominant driver of moisture transport.

Key words: Westerlies, Summer monsoon, Moisture budget, Moisture transport

中图分类号:

P468.0⁺24

宋成玉,李永生,汪靖,班晋,赵佳莹,王昊. 1961—2020年松辽流域作物生长季降水量十年际变化及其与水汽输送的关系[J]. 气象与环境学报, 2024, 40(6): 35-43.

Chengyu SONG,Yongsheng LI,Jing WANG,Jin BAN,Jiaying ZHAO,Hao WANG. Decadal variations of precipitation during crop growing season and its relationship with moisture transport in the Songhua-Liaohe River Basin from 1961 to 2020[J]. Journal of Meteorology and Environment, 2024, 40(6): 35-43.

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参考文献 46

1	孙凤华, 袁健, 路爽. 东北地区近百年气候变化及突变检测[J]. 气候与环境研究, 2006, 11 (1): 101- 108.
2	于宏敏, 刘玉莲, 高永刚, 等. 松花江流域气候变化影响评估报告[M]. 北京: 气象出版社, 2012.
3	任福民, 龚志强, 王艳姣, 等. 中国干旱、强降水、高温和低温区域性极端事件[M]. 北京: 气象出版社, 2015.
4	周波涛, 钱进. IPCC AR6报告解读: 极端天气气候事件变化[J]. 气候变化研究进展, 2021, 17 (6): 713- 718.
5	袁宇锋, 翟盘茂. 全球变暖与城市效应共同作用下的极端天气气候事件变化的最新认知[J]. 大气科学学报, 2022, 45 (2): 161- 166.
6	李永生, 张丽霞, 王波. 局地蒸发和外部水汽输送对松花江流域夏季降水的贡献[J]. 大气科学, 2020, 44 (3): 611- 624.
7	孙力, 安刚, 唐晓玲. 东北亚地区夏季850 hPa南风异常与东北旱涝的关系[J]. 大气科学, 2003, 27 (3): 425- 434. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2003.03.12
8	Sun L , Shen B Z , Sui B . A study on water vapor transport and budget of heavy rain in Northeast China[J]. Advances in Atmospheric Sciences, 2010, 27, 1399- 1414. doi: 10.1007/s00376-010-9087-2
9	李永生, 张健, 于梅, 等. 2013年黑龙江省夏季洪涝灾害成因分析[J]. 气象与环境学报, 2014, 30 (3): 31- 37. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2014.03.005
10	李冬楠, 高倩楠, 孙国芝, 等. 1991—2021年黑龙江省降水时空分布特征[J]. 气象与环境学报, 2024, 40 (2): 17- 25. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2024.02.003
11	孙力, 安刚, 廉毅, 等. 中国东北地区夏季旱涝的大气环流异常特征[J]. 气候与环境研究, 2002, 7 (1): 102- 112.
12	贾小龙, 王谦谦. 东北地区汛期降水异常的大气环流特征分析[J]. 高原气象, 2006, 25 (2): 309- 318. doi: 10.3321/j.issn:1000-0534.2006.02.018
13	李萍, 陈传雷, 陈宇, 等. 2016—2021年5—10月辽宁省降水量时空分布精细化特征分析[J]. 气象与环境学报, 2024, 40 (4): 54- 63. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2024.04.007
14	龚强, 王盘兴, 汪宏宇, 等. 东北夏季降水异常的年代际、年际构成及成因分析[J]. 南京气象学院学报, 2005, 28 (2): 223- 240.
15	沈柏竹, 林中达, 陆日宇, 等. 影响东北初夏和盛夏降水年际变化的环流特征分析化[J]. 中国科学: 地球科学, 2011, 41 (3): 402- 412.
16	丁婷, 陈丽娟, 崔大海. 东北夏季降水的年代际特征及环流变化[J]. 高原气象, 2015, 34 (1): 220- 229.
17	白人海. 大西洋海表温度异常与中国东北地区夏季降水的关系[J]. 海洋通报, 2001, 20 (1): 23- 29. doi: 10.3969/j.issn.1001-6392.2001.01.004
18	孙力, 安刚. 北太平洋海温异常对中国东北地区旱涝的影响[J]. 气象学报, 2003, 61 (3): 346- 353. doi: 10.3321/j.issn:0577-6619.2003.03.009
19	孟鑫, 张瑜, 赵婷婷, 等. 1961—2019年中国东北地区夏季降水特征及其与前期ENSO的关系[J]. 气象与环境学报, 2023, 39 (4): 103- 113. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2023.04.013
20	刘宗秀, 廉毅, 沈柏竹, 等. 北太平洋涛动区500 hPa高度场季节变化特征及其对中国东北区降水的影响[J]. 应用气象学报, 2003, 14 (5): 553- 561. doi: 10.3969/j.issn.1001-7313.2003.05.005
21	何金海, 吴志伟, 祁莉, 等. 北半球环状模和东北冷涡与我国东北夏季降水关系分析[J]. 气象与环境学报, 2006, 22 (1): 1- 5. doi: 10.3969/j.issn.1673-503X.2006.01.001
22	赵俊虎, 熊开国, 陈丽娟. 东北夏季降水预测技巧偏低的原因探讨[J]. 大气科学, 2020, 44 (5): 913- 934.
23	竺可桢. 东南季风与中国之雨量[J]. 地理学报, 1934, 1 (1): 1- 27.
24	Simmonds I , Bi D H , Hope P . Atmospheric water vapor flux and its association with rainfall over China in summer[J]. Journal of Climate, 1999, 12 (5): 1353- 1367. doi: 10.1175/1520-0442(1999)012<1353:AWVFAI>2.0.CO;2
25	Guo L , Klingaman N P , Demory M , et al. The contributions of local and remote atmospheric moisture fluxes to East Asian precipitation and its variability[J]. Climate Dynamics, 2018, 51, 4139- 4156. doi: 10.1007/s00382-017-4064-4
26	Zhou T J , Yu R C . Atmospheric water vapor transport associated with typical anomalous summer rainfall patterns in China[J]. Journal of Geophysical Research, 2005, 110 (D8): D08104.
27	汪秀清, 陈长胜, 张智勇, 等. 东北地区夏季旱涝的区域特征及水汽异常输送[J]. 自然灾害学报, 2006, 15 (4): 53- 58. doi: 10.3969/j.issn.1004-4574.2006.04.010
28	魏铁鑫, 缪启龙, 段春锋, 等. 近50a东北冷涡暴雨水汽源地分布及其水汽贡献率分析[J]. 气象科学, 2015, 35 (1): 60- 65.
29	马梁臣, 孙力, 王宁. 东北地区典型暴雨个例的水汽输送特征分析[J]. 高原气象, 2017, 36 (4): 960- 970.
30	黄荣辉, 张振洲, 黄刚, 等. 夏季东亚季风区水汽输送特征及其与南亚季风区水汽输送的差别[J]. 大气科学, 1998, 22 (4): 460- 469. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1998.04.08
31	张杰, 钱维宏, 丁婷. 东北地区5—9月降水特征和趋势分析[J]. 气象, 2010, 36 (8): 1- 7.
32	杨柳, 赵俊虎, 封国林. 中国东部季风区夏季四类雨型的水汽输送特征及差异[J]. 大气科学, 2018, 42 (1): 81- 95.
33	吴佳, 高学杰. 一套格点化的中国区域逐日观测资料及与其它资料的对比[J]. 地球物理学报, 2013, 56 (4): 1102- 1111.
34	孔祥慧, 毕训强. 利用区域气候模式对我国南方百年气温和降水的动力降尺度模拟[J]. 气候与环境研究, 2016, 21 (6): 711- 724.
35	王丹, 王爱慧. 1901—2013年GPCC和CRU降水资料在中国大陆的适用性评估[J]. 气候与环境研究, 2017, 22 (4): 446- 462.
36	李金洁, 王爱慧, 郭东林, 等. 高分辨率统计降尺度数据集NEX-GDDP对中国极端温度指数模拟能力的评估[J]. 气象学报, 2019, 77 (3): 579- 593.
37	Dee D P , Uppala S M , Simmons A J , et al. The ERA-Interim reanalysis: configuration and performance of the data assimilation system[J]. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 2011, 137 (656): 553- 597. doi: 10.1002/qj.828
38	孟宪贵, 郭俊建, 韩永清. ERA5再分析数据适用性初步评估[J]. 海洋气象学报, 2018, 38 (1): 91- 99.
39	张洁, 董敏, 吴统文, 等. BCC模式对北半球阻塞高压的模拟偏差评估及原因[J]. 大气科学, 2021, 45 (1): 181- 194.
40	Duchon C E . Lanczos filtering in one and two dimensions[J]. Journal of Applied Meteorology and Climatoloty, 1979, 18 (8): 1016- 1022.
41	丁一汇. 天气动力学中的诊断分析方法[M]. 北京: 科学出版社, 1989: 293.
42	周晓霞, 丁一汇, 王盘兴. 影响华北汛期降水的水汽输送过程[J]. 大气科学, 2008, 32 (2): 345- 357.
43	Sun B , Zhu Y L , Wang H J . The recent interdecadal and interannual variation of water vapor transport over eastern China[J]. Advances in Atmospheric Sciences, 2011, 28, 1039- 1048.
44	Yu X Y , He X Y , Zheng H F , et al. Spatial and temporal analysis of drought risk during the crop-growing season over northeast China[J]. Natural Hazards, 2014, 71, 275- 289.
45	黄荣辉, 陈际龙. 我国东、西部夏季水汽输送特征及其差异[J]. 大气科学, 2010, 34 (6): 1035- 1045.
46	张庆云, 陶诗言, 张顺利. 1998年嫩江、松花江流域持续性暴雨的环流条件[J]. 大气科学, 2001, 25 (4): 567- 576.

年份段	降水距平百分率/(%)	水汽收支/(10⁶ kg·s^-1)
年份段	降水距平百分率/(%)	总收支	西边界	东边界	西边界与东边界之差	南边界	北边界	南边界与北边界之差
1961—1970年	-0.31	13.60(45.26%)	101.42	124.57	-23.15	36.50	-0.25	36.75
1971—1980年	-6.45	8.02(-14.32%)	101.97	124.90	-22.93	32.32	1.37	30.95
1981—1990年	3.98	17.46(86.49%)	97.93	107.22	-9.29	36.18	9.42	26.79
1991—2000年	-0.23	14.20(51.63%)	99.44	105.96	-6.52	26.54	5.82	20.72
2001—2010年	-10.10	4.71(-49.71%)	93.69	113.56	-19.87	26.11	1.53	24.58
2011—2020年	9.62	9.18(-1.92%)	95.49	110.18	-14.69	26.06	2.19	23.87

[1]	王莹,王宇凡,徐永清,赵佳莹,班晋,李永生. 1961—2020年松花江流域作物生长季降水主模态气候特征及其异常成因分析[J]. 气象与环境学报, 2024, 40(4): 64-71.
[2]	陈龚梅,厉瑞孝,黄海玲,罗厚炙. 台风“黑格比”和“利奇马”造成温州机场强降水特征差异及其成因分析[J]. 气象与环境学报, 2024, 40(1): 9-16.
[3]	常姝婷,白雪,曲梓祎,温舟,徐玉秀,高铭,张翠艳. 全球变暖趋缓背景下辽宁夏季降水变化及水汽输送特征[J]. 气象与环境学报, 2021, 37(3): 57-64.
[4]	林小红,蔡义勇,韩美,郭弘,刘通易. 双台风“纳沙”和“海棠”登陆后强度变化成因及对比分析[J]. 气象与环境学报, 2021, 37(2): 1-11.
[5]	何光碧, 师锐, 曾波. 2018年7月四川盆地降水异常特征及成因分析[J]. 气象与环境学报, 2020, 36(6): 21-30.
[6]	罗婷, 王远清, 李丽平. 影响海南岛的台风降水及水汽输送源地分析[J]. 气象与环境学报, 2020, 36(6): 42-49.
[7]	朱玉周, 吕晓娜, 廖荣伟. 2017年秋季河南罕见连阴雨天气特征及成因分析[J]. 气象与环境学报, 2019, 35(4): 16-24.
[8]	程航, 李燕, 蔡冬梅. 大连两次台风暴雨过程对比分析[J]. 气象与环境学报, 2019, 35(3): 1-9.
[9]	张冬峰, 王永光, 张国宏. 西太平洋暖池海温和山西盛夏降水关系研究[J]. 气象与环境学报, 2019, 35(3): 60-67.
[10]	戴竹君, 吴海英, 姜有山, 夏敏洁, 朱鑫君, 庆涛. 登陆台风“杰拉华”与“海葵”降雨差异的水汽输送特征[J]. 气象与环境学报, 2018, 34(5): 16-24.
[11]	张东凌, 赵艳玲, 张铭. 亚洲热带夏季风建立时风场相似度的分析[J]. 气象与环境学报, 2018, 34(5): 100-107.
[12]	刘蕾, 张凌云, 陈茂钦, 苏小玲, 袁马强. 南海夏季风爆发前后柳州地区前汛期南风型暖区暴雨特征[J]. 气象与环境学报, 2018, 34(1): 38-44.
[13]	刘国强, 佟欣怡, 杨莲梅, 周雪英, 霍达. 巴州地区一次罕见短时强降水过程诊断分析[J]. 气象与环境学报, 2017, 33(6): 16-24.
[14]	王宁, 秦玉琳, 姚帅, 王婷婷, 牛立强. 不同触发条件下吉林省一次极端暴雪大风天气过程诊断分析[J]. 气象与环境学报, 2017, 33(3): 1-9.
[15]	程航,程相坤,朱晶,李鸿强,刘晓初. GPS遥感大气可降水量在大连地区3次降水过程中的应用[J]. 气象与环境学报, 2014, 30(5): 38-48.